答
(1))根据该反应为放热反应,温度越高CO的转化率越小,所以曲线X为230℃,由图象可知当270℃、CO的转化率为50%时,n(H2):n(CO)=1.5,则
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH (g)
起始(mol/L) 1 1.5 0
转化(mol/L) 0.5 1 0.5
平衡(mol/L) 0.5 0.5 0.5
K===4.00,
故答案为:X;4.00;
(2)某温度下,将1mol CO和3mol H2充入1L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时 c(CO)=0.1mol/L,则平衡时CH3OH的物质的量为0.9mol/L×1L=0.9mol,所以c>0.9mol平衡向逆反应进行,按化学计量数转化到左边,得到1mol CO时c的值最大,所以c最大为1mol.所以0.9<c<≤1,
故答案为:0.9<c<≤1;
(3)甲醇燃料电池是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(4)工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同,分析电极反应,B为阴极,溶液中铜离子析出,氢离子得到电子生成氢气,设生成气体物质的量为X,溶液中铜离子物质的量为0.1mol,电极反应为:
Cu2++2e-=Cu,
0.1mol 0.2mol
2H++2e-=H2↑,
2x x
A电极为阳极,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为:
4OH--4e-=2H2O+O2↑,
4x x
得到0.2+2x=4x,
x=0.1mol
乙中A极析出的气体是氧气物质的量为0.1mol,在标准状况下的体积为2.24L,
故答案为:2.24L;
(5)根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化,可知,铜离子从无增多,铁离子物质的量减小,亚铁离子增加,①为Fe3+,②为Fe2+,③为Cu2+,
依据(2)计算得到电子转移为0.2mol,当电子转移为0.2mol时,丙中阳极电极反应Cu-2e-=Cu2+,生成Cu2+物质的量为0.1mol,图象分析每个单位为0.05mol,阴极电极反应Fe3++e-=Fe2+,溶液中有Fe3+ 0.2mol,Fe2+ 0.3mol,Cu2+为0.1mol,所以需要加入NaOH溶液1.4mol,所以NaOH溶液等体积为=0.28L=280ml,
故答案为:Fe2+;280.